论文导读：本项目文主要研究在实时和随机两种取样方式下的基于MAX1190芯片的手持式数字手持式存储示波器的数据采集系统的设计和无专用控制芯片下LCD显示控制电路的实现等问题。基于MAX1190的数字手持存储示波器还处在研究阶段。
关键词：MAX1190，数字手持存储示波器
在现代电子测量、仪器仪表等领域，示波器是测量电子信号的常用仪器之一，也是电子工程人员最为熟悉的测量仪器，但随着科技水平的不断发展，普通模拟示波器的功能已不能满足越来越复杂的电子信号测量的技术要求。数字存储示波器是当前示波器技术发展的主要方向。目前数字存储示波器的开展方式和方案很多，在理论、方法和技术上有不少研究进展。论文发表，数字手持存储示波器。但是在国内数字存储示波器的研究还处在起步阶段，和国外同类产品还有一定的差距。数字存储示波器的实现，不仅替代了普通模拟示波器的功能，而且由于其实时采集和存储信号的能力，以及对存储数据进行分析和处理的功能，使其在电子、机械、纺织、水力以及军事等领域都获得了广泛的应用，可以预料，在不久的将来，数字存储示波器一定能取代普通模拟示波器，数字存储示波器也将拥有良好的发展前景！但由于台式数字示波器由于体积过于庞大,不方便携带进行现场测试,和野外作业。已经越来越不能满足人们生产的需要。因而手持式数字存储示波器便孕育而生。手持式数字存储示波器是数字示波器的一个分支,它具有体积小、重量轻、便于携带、电池供电、无须外接交流电源等优点,它集数字万用表(DMM)、数字存储示波器于一体,可自动对信号进行幅度的测量,也可用光标对波形进行分析。具有滚动显示功能,以便于观察低频信号 目前,国外的手持式数字存储示波器的技术已经比较成熟,并且占领了国内的大部分市场份额。而国内的研制尚处于起步阶段,因而研制具有自主产权的手持式数字存储示波器具有广泛的应用前景。
一、 系统方案实现
按照从整体到局部的系统设计原则，根据手持式数字存储示波器的性能指标要求和实际测量需要，首先确定所设计的手持式数字存储示波器的功能、特点、性能，其框图如图1 所示。本项目文主要研究在实时和随机两种取样方式下的基于MAX1190芯片的手持式数字手持式存储示波器的数据采集系统的设计和无专用控制芯片下LCD显示控制电路的实现等问题。 其主要设计内容为: 1.数据采集系统设计。数据采集系统是手持式数字存储示波器的核心部分。本项目是采用高速双通道MAX1190芯片进行信号采集并采用DSP+FPGA结构,采用实时和随机两种取样技术,实现高等效采样率,较高的实时带宽的手持式数字存储示波器。DSP+FPGA结构的最大特点是结构灵活,有较强的通用性。 2. LCD显示控制电路实现。常用的LCD显示都采用一个专用显示控制芯片,再由微处理器来控制显示。本项目采用一种新的显示控制方式:即直接用FPGA产生LCD所需要的显示控制时序,控制数据的传输和显示。这样一方面避免了再另加一个DSP和显示控制芯片,减少了成本,另一方面也简化了数据采集系统的结构。论文发表，数字手持存储示波器。论文发表，数字手持存储示波器。
图1 系统硬件框图
二、MAX1190简介
MAX1190是3.3V10位双路数模转换器，它可以用于高性能图像处理，仪器及数字通信。MAX1190可以工作在2.8V至3.6V之间，在输入信噪比为57dB，频率60Mhz，采样率为120MS/s，时耗492mw功率。转换器可以再单端或者双端的情况下工作，此外，MAX1190在睡眠模式下功耗为3mA, 关闭后若空闲消耗为1uA。论文发表，数字手持存储示波器。
MAX1190的数据输出与CMOS兼容并具有三态输出。数据格式可以是补码形式，也可以是直接的二进制形式，由T/B管脚选择。其接口可以独立使用从1.7V到3.6V的输出，可以兼容不同的逻辑电平。它可以用于信号的I/Q采样，同通道IF采样，超声波及医学成像，WLAN，WWAN,WLL,MMDS调制解调器，机顶盒等。
图2为MAX1190的时序图。由图2可以看出MAX1190为双通道同步输出，转换数据相对于采样时钟有5个周期的延迟。
图2 MAX1190的时序图
三、MAX1190在系统中的应用
1、调理电路设计
调理电路起到扩展测量范围、调整波形垂直位置、滤波、单端信号转换为差分信号和过量程保护等作用。为了匹配MAXll90的高速和高精度特性，设计中除了考虑各部分调理电路的功能外，还必须注意电路的噪声和带宽问题。在运用MAX1190芯片的过程中，主要要做好衰减网络、阻抗变换电路、放大电路、滤波和差分信号转换电路的设计工作。
2、MAXll90的数宇接口和参考电压设计
图3为MAXLL90的数字接口和参考电压示意图。控制端口包括选择输出数据格式(T／B)、断电(PD)、休眠(SLEEP)、允许数据输出(OE)和采样时钟(CLK)，其中采样时钟信号由FPGA中采样逻辑模块产生，利用FPGA中的锁相环(PLL)和分频器对外部输入的100 MHz晶振时钟信号进行变换和组合，可以在lOHz—100 MHz范围内产生按l一2—5时基改变方式的采样时钟信号。
MAXll90每个通道均并行输出lO位宽度数据，分别送入FPGA内部的两个存储器模块。EPIC6芯片内部提供了可以灵活配置的总共92160位的高速存储器，系统为每个采样通道都配置了2K存储深度的双端口存储器。参考电压的精度和稳定度对数据采集系统至关重要。论文发表，数字手持存储示波器。虽然MAXll90内部自带了电压基准，但它们的精度和稳定度指标一般，且两个器件与其他数字芯片共用电源，较大的干扰也会降低内部基准的性能。因而系统选用了ADI公司的独立高精度高稳定度电压基准ADR420，其输出电压为(2．048±0．003)V，温度系数仅为3 ppm/C，长期稳定性达到50ppm／1000 h。论文发表，数字手持存储示波器。
图3 MAX1190的数字接口和参考电压设计
四、结束语
本项目是以MAX1190 为核心，辅以FPGA、DSP、信号调理电路等电路，构建的手持式数字存储示波器，基于MAX1190的数字手持存储示波器还处在研究阶段，对于MAX1190在实际电路工作中产生的各种问题还有待于一一解决，特别是在采样过程中对于高速信息的处理运算的解决时手持式数字存储示波器发展的重要环节之一，只要能解决这些问题，本项目一定能达到较为理想的效果。
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